WO2017109319A1 - Tondeuse électrique à déblocage automatique de lame et procédé de pilotage de la tondeuse - Google Patents

Tondeuse électrique à déblocage automatique de lame et procédé de pilotage de la tondeuse Download PDF

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    • A01D2101/00—Lawn-mowers

Definitions

  • the present invention relates to an electric lawn mower powered by an electric battery, equipped with an automatic blade release function. It also relates to a method for controlling such a mower, and in particular its blade drive motor.
  • the invention finds applications in the field of lawn mowers or trimmers battery-type brushcutters, used for the maintenance of private or public green spaces. It can be used for walk-behind mowers, walk-behind mowers and even stand-alone robotic lawn mowers.
  • Lawnmowers used for maintenance of green spaces for the most part include a cutting housing housing at least one rotating blade, and a blade drive motor.
  • the engine may be a heat engine or an electric motor.
  • Each blade can be driven by its own motor or all blades can be driven by a single motor.
  • Such clusters are likely to slow the movement of the cutting blade or blades or block them.
  • EP 2 425 701 proposes to modulate the cutting height of an autonomous electric mower, so as to avoid an overload of the blade being mowed, and thus a blade lock. This measurement does not lead to a uniform height of the plants and remains difficult to transpose to walk-behind mowers, the result of mowing being mediocre from an aesthetic point of view. Better uniformity of the cut would indeed require at least one additional passage. Modulation of the cutting height is also ineffective against the clumps of plants, mentioned above, which gradually form as a result of an approximate cleaning of the cutting deck, or which form abruptly according to the conditions of density and humidity of the plants. plant cut.
  • Plant clumps that clog the mower deck and hinder the free rotation of the blades, can to some extent be overcome for mowers equipped with a heat engine for driving the blades.
  • Actuation of the launcher by a user, to start the engine, generally causes a rotation of the forced blades in the direction of the cut with a force torque Important at the axis of rotation of the blade. Also, the actuation of the launcher can because of this rotation, enough to detach clusters of plants cluttering the mower deck.
  • Unblocking requires in this case a user intervention at the blades and in particular near their cutting edge. Such an intervention is not only expensive in time but especially dangerous. It is not desirable.
  • the present invention aims to provide an electric mower does not have the difficulties mentioned above.
  • One goal is to propose an electric mower with a function of unlocking or automatic release of the blades, without user intervention at the blades.
  • An object of the invention is still to provide an electric mower capable of starting, notwithstanding possible clumps of plants likely to hinder the free rotation of the blades.
  • Yet another object of the invention is to provide an electric mower capable of overcoming a jam situation while mowing, causing a slowing down of your blade blockage.
  • an object of the invention is to provide a method of driving an electric mower for automatic release of the cutting blade or blades.
  • an electric trimmer comprising:
  • an electronic control unit of the electric motor configured to control a rotation of the electric motor in a first direction of rotation during a mowing phase, and to control a rotation of the said electric motor in a second direction of rotation, opposite to the first direction during a blade launching phase (108).
  • the electric motor is a motor of the brushless type
  • the driving unit (40) is provided with a measuring circuit of at least one of a current Induced in at least one winding of the electric motor and a power supply current of the electric motor (30), and respectively configured to initiate the blade launch phase in response to at least one of an absence of current induced in the winding of the electric motor and an electrical overcharge of the motor.
  • the control unit can also be configured to detect a possible blade blocking situation, when starting the electric motor, and to automatically initiate the blade launch phase in response to a blocking situation.
  • the mower of the invention can be provided with several cutting blades.
  • the cutting blades may be blades rotating about a substantially vertical axis, in a mowing position of the mower, or around a substantially horizontal axis.
  • the blades rotate about a substantially horizontal axis in the case of mowers provided with a helical cut drum.
  • a single blades electric drive motor can be provided.
  • Several drive motors for example a motor per blade, can also be envisaged.
  • the electronic control unit is then configured for controlling the drive motor or motors of the different cutting blades.
  • the invention is based on a finding that the impediment to rotation that constitutes a cluster of plants does not necessarily oppose the same resistance to rotation in the two possible directions of rotation of the blade. A slight movement of blade clearance is often possible at least a fraction of the blade revolution.
  • Transient piloting of the motor in the second direction of rotation during the blade launching phase then makes it possible to disengage the blade and to provide a free blade stroke, for example, over a fraction of a blade revolution. If this free stroke does not fully release the blade it allows at least the blade to acquire a certain speed of rotation and therefore a certain kinetic moment of rotation.
  • the kinetic moment of rotation is used to overcome the possible blockage in the case where the only torque of the engine would be Insufficient.
  • the blade can also meet the eventual pile of plants during its rotation in opposite directions, thus destabilizing it and weakening its resistance for a next meeting. with the blade when resuming rotation in the direction of the cut.
  • the control unit can also be configured to detect a persistent blade blocking situation during the blade launch phase and to cause, in this case, an unlocking operation including controlling a sequence of engine rotations. alternately in the first and second directions of rotation. This corresponds to a less favorable situation in which a simple retro rotation during the launch phase is insufficient to clear the blade. Controlling a new rotation sequence in a direction of rotation then in the opposite direction then makes it possible to agree and increase the chances of overcoming the blockage of the blade.
  • the unblocking operation can be interrupted:
  • a predetermined duration for example a few seconds
  • the engine power can be automatically interrupted to put the engine safe and if necessary alert the driver to allow him to intervene near the blade.
  • the launch phase can be initiated in different ways.
  • control unit is configured to Initiate the blade launching phase automatically at each start of the electric motor driving the cutting blade.
  • detection of a possible blocking situation is not a prerequisite for the launch phase.
  • starting the electric motor is meant a start that can occur at the end of a storage period or an off state of the mower, or can intervene in case of stopping the rotation during use of the mower. In the latter case it is a restart.
  • the blade launch phase is initiated automatically when it is initiated in the absence of a command from a user of the mower, specific to the blade launch phase.
  • a user command to start or restart the mower is not considered a specific command for the blade launch phase.
  • control unit can be configured to detect a blade blocking situation when starting the electric motor driving the cutting blade, and to automatically initiate the blade launch phase in response to a detection of the blocking situation.
  • the launch phase is not necessarily initiated in all startup cases but can be initiated only if a blocking situation is detected. In this case too, a blocking situation remains transparent for the user whose only action is then to start a start of the mower.
  • the mower may include a control interface connected to the engine control unit, the control interface comprising a trigger member of the blade launch phase.
  • initiation of the launch phase requires an action of The user of the mower on the manual triggering member of the interface, for example a button, a lever or a pedal.
  • control unit may be provided with a measuring circuit of at least one of a current induced in a winding of the electric motor and a power supply current of the electric motor.
  • the measurement of currents induced in the motor stator windings is used to determine the position of the rotor and to control the motor supply currents.
  • the detection of an absence of currents induced by the rotor in spite of the power supply of the motor, characterizes a situation of blocking of the motor and therefore of the cutting blade.
  • a blocking situation can thus be established without rotation sensor or rotational speed associated with the motor or the cutting blade.
  • a circuit for measuring the induced current may be provided for one or more windings of the stator.
  • the motors of the brushless type of the type used in the context of the invention, have in fact a stator with several windings, generally three or more, to which are applied cyclically power supply voltages to put the motor in rotation.
  • This is a multi-phase voltage control, such as a three-phase control, for example.
  • the measurement of the induced current is not a direct measurement but an indirect measurement based on a measurement of currents in at least two stator windings, for a three-phase motor.
  • the current flowing in the stator windings depends on the voltages applied to the windings, the electrical resistances of the windings, the inductions of the windings and the effect of a force against electromotive force resulting from the movement of the magnets of the rotor in front of the coils. stator windings. It is the part of the current resulting from this counter-electromotive force, called the Induced current, which makes it possible to determine the rotation, the absence of rotation and, if appropriate, the speed of rotation of the motor.
  • the induced current is measured Indirectly as established from the measured current in several coils and from the other parameters mentioned above.
  • the control unit may also include a circuit for measuring the supply current.
  • the measurement of the supply current is understood as the current applied either to one or more particular windings of the stator, or to all of the stator windings.
  • a blocking situation of the cutting blade and the motor is characterized by a simple electrical overconsumption of the motor.
  • the mower may include a mechanism for adjusting a cutting height.
  • This is, for example, an electric cylinder, and a control unit of the cylinder. It can be set to automatically increase the cutting height during the blade launch phase or during a jam.
  • the mechanism for adjusting the cutting height can act, for example, on the position of the mower wheels, on the position of a cutting unit relative to a mower frame or on a position in height of the mower. cutting blade relative to a mower frame.
  • the increase in the cutting height during the blade launch phase makes it possible to remove from the cutting blade all or part of the plants possibly present under the blade or facing the blade at the time of the launching phase, and thus promote the rotation of the blade.
  • a driving method of the mower may comprise:
  • At least one mowing phase during which the electric motor is energized and is driven for rotation in a first direction of rotation, corresponding to a rotation of a famed section in a cutting direction of plants
  • At least one transient blade launch phase in which the electric motor is temporarily driven for rotation in a second direction opposite to the first direction of rotation.
  • the different phases of the process can be initiated or repeated several times. Moreover, the order of the different phases may be different from that indicated above.
  • the mowing phase corresponds to a rotation of the blade in one without making it possible to cut possible plants to mow. It does not necessarily imply effective mowing of plants, nor the actual presence of plants in the cutting area of the blade.
  • the blade launch phase can be initiated automatically when starting the electric motor
  • the blade launch phase can be initiated in response to a detection of a blade biocage situation when starting the electric motor.
  • the blade launching phase can be initiated in response to a detection of a blade blocking situation during the mowing phase.
  • the blade launch phase can be initiated in response to a command from the user.
  • the blade launching phase is initiated during a start of the engine when it follows a control of powering the electric drive motor of the blade.
  • the detection of a blocking situation of the blade can be characterized, as previously described, by a lack of rotation of the motor and / or the blade. It can also be characterized by an abnormally low rotation speed of the engine.
  • the blade launch phase can be initiated in response to the detection of a rotational speed of the electric motor in the first direction of rotation, less than a set speed.
  • the blade launch phase is transient in that it is not a permanent mode of operation of the mower. It is followed by the mowing phase or, in case of persistent blocking of the cutting blade, a resting phase.
  • the launching phase is also transient in the sense that it is preferably limited in time.
  • the blade launching phase can be maintained, for example, for a period corresponding to a fraction of revolution of the cutting blade.
  • the blade launching phase can still be maintained for a duration corresponding to a number of revolutions of the cutting blade of between 0.5 and 5.
  • the method can comprise one of a resumption of the mowing phase and continuation with the mowing phase.
  • the resumption of the mowing phase, respectively the continuation of the mowing phase may be conditional on a speed of rotation of the motor or the blade, during the blade launching phase, greater than a setpoint value.
  • an unlocking phase comprising, in the manner already described, an alternation of rotations in the first direction of rotation and in the second direction of rotation, can also be initiated.
  • the blade launching phase may comprise a transient lifting of a cutting height of the mower.
  • Figure 1 is a perspective of a walk-behind mower according to the invention.
  • Figure 2 is a partial section of the mower of Figure 1 passing through cutting blade drive shafts.
  • Fig. 3 is a flowchart illustrating the main aspects of a mower driving method Detailed description of csuvra miss modes of the invention.
  • the mower of Figure 1 is a walk-behind type mower. It comprises a cutting unit 20 mounted on a frame 14. The cutting unit is connected to the frame by a parallelogram suspension not visible in Figure 1. It has a freedom of vertical movement relative to the frame 14 so as to be able to bring it closer to or away from the ground and change the cutting height. The vertical displacement of the cutting unit is provided by an electric jack mechanism 16.
  • An interface 18 disposed at the end of a handlebar comprises various controls and possibly a display. It allows a user to drive the mower by adjusting, if necessary, its operating parameters
  • the cutting unit 20 comprises a cutting housing 22 housing two cutting blades 24a, 24b and having a mowing discharge channel 25 towards a collection bin 26 visible in FIG. 1.
  • the cutting unit 20 also comprises a blade drive motor 30, It is an electric motor, and in the illustrated example, a brushless type motor.
  • the blade drive motor 30 comprises a motor shaft 32a at the end of which is mounted one of the cutting blades 24a.
  • a transmission system 34 with toothed wheels rotates the motor shaft 32a and a second shaft 32b on which the second cutting blade 24b is mounted.
  • the gear set of the transmission system can be replaced by a belt drive.
  • the two cutting blades 24a and 24b are integral in rotation with each other and rotatably connected to the drive motor 30.
  • the cutting unit 20 finally comprises a control unit 40 of the electric motor.
  • the control unit comprises a first electronic card 42 dedicated to the management of the motor power supply from a battery 44 visible in FIG. 1.
  • the first electronic card 42 makes it possible in particular to control voltages and a sequence voltages applied to the different windings of the stator of the motor 30, to fix the rotation of the motor, the direction of rotation of the motor and the speed of rotation of the motor.
  • the control unit 40 further comprises a second electronic card 47 intended for the determination of a current induced by the rotor in one or more windings of the stator of the motor 30.
  • the second electronic card 47 comprises one or more current measuring circuits. connected to one or more of the stator windings. It also receives engine control data from the first electronic card 42. From the measured currents, and from the induced current derived therefrom, the second electronic card 47 makes it possible, in particular, to estimate the position of the rotor in rotation. and his movement. This amounts to measuring the rotation or the absence of rotation of the blades, integral in rotation with the motor 30.
  • the second electronic board 47, and the current measuring circuits can also be used to determine an overall supply current of the motor, and deduce a motor blocking situation from an abnormal increase in this current
  • control unit 40 Other electronic boards 48 of the control unit 40 are provided for accessory functions of the control unit such as the control of electric motors for advancing the mower, the control of the electric ram 16 mentioned above or else of the interface 18.
  • the logic diagram of FIG. 3 illustrates the operation of the mower and in particular the control of the electric motor 30 for driving the blades.
  • the reference 100 of FIG. 3 corresponds to a rest phase of the electric motor 30 in which it is not powered. Engine and blades do not rotate.
  • the rest phase 100 is occupied for example during a storage of the mower, during a decommissioning, or during a human intervention on the cutting blades, for example.
  • An engine start can be caused, for example, by a user action on a push button or a key switch of the interface 18 visible in Figure 1.
  • the electric motor start marks the passage of the phase of rest 100 at a mowing phase 102 in which the electric drive motor of the blades is fed for rotation in a first direction of rotation.
  • the first direction of rotation also corresponds to a direction of rotation of the blades adapted to the mowing.
  • the mower In the mowing phase, the mower can be used to mow plants and, if necessary, collect mowed plants in the grass catcher 26.
  • the transition from the rest phase 100 to the mowing phase 102 at the time of starting can take place in three ways.
  • the transition from the rest phase to the mowing phase can be immediate.
  • the cutting blades are thus activated in rotation in the cutting direction of the plants.
  • the transition from the rest phase to the mowing phase can take place via a blade launch phase 108.
  • the launch phase 108 is a transient phase of short duration in which the electric drive motor of the blades is fed for rotation in the second direction of rotation opposite to the first direction of rotation.
  • the blade launching phase can be accompanied by the control of a lift 150 of the cutting unit, allowing, if necessary, to limit the cutting resistance at the cutting blades.
  • the passage through the launching phase 108 may be conditional on a step 112 of verifying the absence of blocking of the blades.
  • the verification takes place, for example, by supplying the electric motor for a rotation in the first direction of rotation, and checking whether the rotation sensor 46 (FIG. 2) emits a rotation signal.
  • the verification step 112 is immediately followed by the mowing phase 102 as indicated by an arrow 114.
  • the verification step can be continued by the blade launch phase 108 as indicated by the arrow 116.
  • the electric motor can go directly to the mowing phase 102 as indicated by an arrow 118.
  • the launching phase may also include, or be followed by, a step 122 of verification. absence of blocking as indicated by the arrow 120. This step is comparable to the non-blocking check step 112 mentioned above.
  • the non-blocking check step 122 of the blade launch phase 108 is followed by the mowing phase in the absence of a block.
  • the blade launch phase 108 is continued, as indicated by an arrow 126 by an unlocking step 128.
  • the unlocking operation 128 comprises, as mentioned above, a fast sequence of power supply of the electric motor in the first and in the second direction of rotation. Unlocking amounts, in a way, to repeat several times a blade launch operation in opposite directions of rotation.
  • a new stage 132 for checking the absence of jamming of the blade indicated by the arrow 130 is provided at the end of the unlocking step.
  • the verification step 132 makes it possible to note an unlocking, that is to say a rotation of the motor, and therefore of the blades, it is continued, as shown by the arrow 134 by the mowing phase 102.
  • a failure of the unlocking found during the verification step 132, after a predetermined number of attempts of rotation in the opposite direction, or after a predetermined duration, is followed, as shown by the arrow 136 by a return to the rest phase so as to allow any manual maintenance or unblocking of the blades.
  • This return phase is possibly associated with the presentation of a fault signal to the user (visual signal, sound, %)
  • the reference 142 indicates a possible rotation control operation which, as shown by the arrow 140, may have occurred during the mowing phase 102.
  • M may be a continuous or periodic check of the rotation of the motor blade drive or blade rotation. It is comparable to the verification steps 112, 122 and 132 mentioned previously
  • the mowing phase 102 is continued as indicated by an arrow 144.
  • the engine control can resume the blade launching phase 108 as indicated by an arrow 146. It may possibly be accompanied by a lifting 150 of the cutting unit.
  • FIG. 3 illustrates only a particular possibility of controlling the drive motor of the blades.

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Abstract

L'invention concerne une tondeuse électrique comprenant un moteur électrique d'entraînement d'au moins une lama de soupe rotative, et un procédé de pilotage de la tondeuse comprenant : - une phase da repos (100) tore de laquelle le moteur électrique n'est pas alimenté en énergie, - une phase de tonte (102) lors de laquelle la moteur électrique est piloté pour une rotation dans un premier sans de rotation, correspondent â une rotation de la lame de coupe dans un sens de coupe des végétaux. - une phase de lancement da lama (108), transitoire, lors de laquelle le moteur électrique est temporairement piloté pour une rotation dans un deuxième sans opposé eu premier sans de rotation, Application aux tondeuses et eux tondeuses débrouissailleuses.

Description

Tondeuse électrique à déblocage automatique de lame et procédé de pilotage de la tondeuse
Domaine technique
La présente invention concerne une tondeuse électrique du type alimenté par batterie électrique, dotée d'une fonction de déblocage automatique de lame, Elle concerne également un procédé de pilotage d'une telle tondeuse, et notamment de son moteur d'entraînement de lame.
L'invention trouve des applications dans le domaine des tondeuses ou des tondeuses débroussailleuses du type à batterie, utilisables pour l'entretien d'espaces verts privés ou publics. Elle peut être mise en œuvre pour des tondeuses à conducteur marchant, des tondeuses à conducteur porté, voire des tondeuses robotisées autonomes.
Etat de la technique antérieure
Les tondeuses utilisées pour l'entretien des espaces verts, comportent pour la plupart un carter de coupe logeant au moins une lame rotative, et un moteur d'entraînement des lames. Le moteur peut être un moteur thermique ou un moteur électrique. Chaque lame peut être entraînée par son propre moteur ou l'ensemble des lames peut être animé par un moteur unique.
A défaut d'un entretien méticuleux du carter de coupe il arrive que des résidus de tonte se fixent au carter, et finissent par y former des amas solides. Ces amas constituent, lorsqu'ils sont d'une certaine taille, des obstacles à la libre rotation des lames. Un amas de végétaux peut également se former lorsqu'au cours de la tonte, une quantité de végétaux atteignant ia ou les lames de coupe excède la capacité de coupe et/ou d'évacuation des végétaux.
De tels amas sont susceptibles de ralentir le mouvement de la ou des lames de coupe, voire de les bloquer.
Le document EP 2 425 701 propose de moduler la hauteur de coupe d'une tondeuse électrique autonome, de manière à éviter une surcharge de la lame en cours de tonte, et ainsi un blocage de lame. Cette mesure ne conduit pas à une hauteur uniforme des végétaux et demeure difficilement transposable aux tondeuses à conducteur marchant, le résultat de la tonte étant médiocre d'un point de vue esthétique. Une meilleure uniformité de la coupe nécessiterait en effet au moins un passage supplémentaire. La modulation de la hauteur de coupe est également inefficace conte les amas de végétaux, mentionnés précédemment, qui se forment peu à peu suite à un nettoyage approximatif du carter de coupe, ou qui se forment brutalement selon les conditions de densités et d'humidité des végétaux coupée.
Les amas de végétaux qui encombrent le carter de coupe et qui entravent la libre rotation des lames, peuvent dans une certaine mesure être surmontés pour des tondeuses équipées d'un moteur thermique pour l'entraînement des lames.
En effet, les moteurs thermiques sont, pour certains, équipés de lanceurs manuels. L'actionnement du lanceur par un utilisateur, pour démarrer le moteur, entraine généralement une rotation des lames forcée dans le sens de la coupe avec un couple de force Important au niveau de l'axe de rotation de la lame. Aussi, l'actionnement du lanceur peut du fait de cette rotation, suffire à détacher les amas de végétaux qui encombrent le carter de coupe.
Par contraste, le problème des amas de végétaux dans le carter de coupe reste entier pour les tondeuses électriques, dépourvues de lanceur manuel. Ainsi lorsque le couple de démarrage du moteur électrique est insuffisant pour vaincre la résistance des amas de végétaux, la ou les lames de coupe restent bloquées.
Le déblocage nécessite dans ce cas une intervention d'un utilisateur au niveau des lames et notamment à proximité de leur partie tranchante. Une telle intervention est non seulement coûteuse en temps mais surtout dangereuse. Elle n'est donc pas souhaitable.
Le document US 7 797 Θ15 décrit une tondeuse à tambours et un système de déblocage des tambours mettant en oeuvre une contra-rotation des tambours en réponse au signal d'un capteur de vitesse de rotation. Exposé de l'invention
La présente invention vise a proposer une tondeuse électrique ne présentant pas les difficultés mentionnées ci-dessus.
Un but est notamment de proposer une tondeuse électrique dotée d'une fonction de déblocage ou de libération automatique des lames, sans intervention d'un utilisateur au niveau des lames. Un but de l'invention est encore de proposer une tondeuse électrique capable de démarrer, nonobstant d'éventuels amas de végétaux susceptible d'entraver la libre rotation des lames.
Un autre but encore de l'invention est de proposer une tondeuse électrique capable de surmonter une situation de bourrage en cours de tonte, provoquant un ralentissement votre un blocage des lames.
Enfin un but de l'invention est de proposer un procédé de pilotage d'une tondeuse électrique permettant une libération automatique de la ou des lames de coupe.
Pour atteindre ces buts l'invention concerne plus précisément une tondeuse électrique comprenant :
- au moins une lame de coupe rotative,
un moteur électrique rotatif d'entraînement de la lame de coupe,
- une unité de pilotage électronique du moteur électrique configurée pour piloter une rotation du moteur électrique dans un premier sens de rotation lors d'une phase de tonte, et pour piloter une rotation dudit moteur électrique dans un deuxième sens de rotation, opposé au premier sens de rotation, lors d'une phase de lancement de lame (108).
Conformément à l'invention,
- le moteur électrique est un moteur du type sans balai, et
- l'unité de pilotage (40) est pourvue d'un circuit de mesure d'au moins l'un parmi un courant Induit dans au moins un bobinage du moteur électrique et un courant d'alimentation électrique du moteur électrique (30), et respectivement configurée pour initier la phase de lancement de lame en réponse a au moins l'une parmi une absence de courant induit dans le bobinage du moteur électrique et une surconsommation électrique du moteur.
L'unité de pilotage peut encore être configurée pour détecter une éventuelle situation de blocage de lame, lors d'un démarrage du moteur électrique, et pour initier automatiquement la phase de lancement de lame en réponse à une situation de blocage.
Dans l'exposé qui suit il est fait référence, par simplification, à une seule lame de coupe et un seul moteur électrique d'entraînement de la lame. Il convient toutefois de préciser que la tondeuse de l'invention peut être pourvue de plusieurs lames de coupe. Les lames de coupe peuvent être des lames tournant autour d'un axe sensiblement vertical, dans une position de tonte de Ja tondeuse, ou autour d'un axe sensiblement horizontal. Les lames tournent autour d'un axe sensiblement horizontal dans le cas de tondeuses pourvues d'un tambour de coupe hélicoïdal.
Dans le cas où la tondeuse dispose de plusieurs lames, un moteur électrique d'entraînement des lames unique peut être prévu. Plusieurs moteurs d'entraînement, par exemple un moteur par lame, peuvent également être envisagés. L'unité de pilotage électronique est alors configurée pour le pilotage du ou des moteurs d'entraînement des différentes lames de coupe.
L'invention repose sur un constat que l'entrave à la rotation que constitue un amas de végétaux n'oppose pas nécessairement la môme résistance à la rotation dans les deux sens de rotation possibles de la lame. Un léger mouvement de dégagement de lame s'avère souvent possible au moins sur une fraction de tour de lame.
Le pilotage de manière transitoire du moteur dans le deuxième sens de rotation au cours de la phase de lancement de lame permet alors de dégager la lame et de ménager une course de lame libre, par exemple, sur une fraction de tour de lame. Si cette course libre ne dégage pas entièrement la lame elle permet pour le moins à la lame d'acquérir une certaine vitesse de rotation et donc un certain moment cinétique de rotation. Le moment cinétique de rotation est mis à profit pour vaincre le blocage éventuel dans le cas où le seul couple du moteur serait Insuffisant. De plus, lors de cette fraction de tour en sens opposé au sens de rotation défini pour la coupe, la lame peut aussi rencontrer l'éventuel amas de végétaux lors de sa rotation en sens opposé, le déstabilisant alors et amoindrissant sa résistance pour une prochaine rencontre avec la lame lors de sa reprise de rotation dans le sens de la coupe.
Au terme de la phase transitoire de lancement de lame, la rotation dans le premier sens de rotation peut être reprise.
L'unité de pilotage peut être en outre configurée pour détecter une situation de blocage persistant de lame lors de la phase de lancement de lame et pour provoquer, dans ce cas, une opération de déblocage comprenant le pilotage d'une séquence de rotations du moteur électrique alternativement dans le premier et dans le deuxième sens de rotation. Ceci correspond à une situation moins favorable dans lequel une simple rétro rotation en phase de lancement est insuffisante pour dégager la lame. Le pilotage d'une nouvelle séquence de rotation dans un sens de rotation puis dans le sens inverse permet alors d'insister et d'augmenter les chances de vaincre le blocage de la lame.
L'opération de déblocage peut être interrompue :
- des la disparition de la situation de blocage,
- au bout d'une durée prédéterminée, par exemple de quelques secondes,
au terme d'un nombre prédéterminé d'inversion de sens, par exemple une dizaine d'inversions.
En l'absence de déblocage de la lame au terme de la séquence, l'alimentation du moteur peut être interrompue automatiquement pour mettre le moteur en sécurité et le cas échéant alerter le conducteur pour lui permettre d'intervenir à proximité de la lame.
La phase de lancement, peut être initiée de différentes manières.
Selon une première possibilité l'unité de pilotage est configurée pour Initier la phase de lancement de lame de manière automatique lors de chaque démarrage du moteur électrique d'entraînement de la lame de coupe. Dans ce cas la détection d'une éventuelle situation de blocage ne constitue pas un préalable à la phase de lancement. On entend par démarrage du moteur électrique un démarrage pouvant intervenir à l'issue d'une période de remisage ou d'un état hors service de la tondeuse, ou pouvant intervenir en cas d'arrêt de la rotation en cours d'utilisation de la tondeuse. Dans ce dernier cas il s'agit d'un redémarrage.
Par ailleurs, on considère que la phase de lancement de lame est initiée de manière automatique lorsqu'elle est initiée en l'absence d'une commande d'un utilisateur de la tondeuse, spécifique à la phase de lancement de lame.
Une commande de l'utilisateur pour le démarrage ou le redémarrage de la tondeuse n'est pas considérée comme une commande spécifique à la phase de lancement de lame.
Selon une autre possibilité, et comme évoqué ci-dessus, l'unité de pilotage peut être configurée pour détecter une situation de blocage de lame lors d'un démarrage du moteur électrique d'entraînement de la lame de coupe, et pour initier automatiquement la phase de lancement de lame en réponse à une détection de la situation de blocage.
Ainsi, la phase de lancement n'est pas nécessairement Initiée dans tous les cas de démarrage mais peut être initiée seulement si une situation de blocage est détectée. Dans ce cas aussi, une situation de blocage reste transparente pour l'utilisateur dont la seule action est alors de lancer un démarrage de la tondeuse.
Une situation de blocage de lame se traduit également par un blocage du moteur d'entraînement de lame, en raison de leur couplage en rotation. On considère qu'un blocage correspond soit à une absence totale de rotation, soft à une rotation limitée, inférieure à un tour, soit encore à une rotation avec une vitesse de rotation très inférieure, par exemple d'un facteur 10, à une vitesse de rotation souhaitée. Enfin, selon une troisième possibilité, la tondeuse peut comporter une interface de commande reliée à l'unité de pilotage du moteur, l'interface de commande comprenant un organe de déclenchement de la phase de lancement de lame. Dans ce cas, l'initiation de la phase de lancement demande une action de l'utilisateur de Ja tondeuse sur l'organe de déclenchement manuel de l'interface, par exemple un bouton, un levier ou une pédale.
L'existence d'une possibilité de déclenchement de la phase de lancement de lame par l'utilisateur n'est pas exclusive d'un déclenchement automatique tel que décrit précédemment.
La détection d'une situation de blocage de lame peut avoir lieu de différentes manières. En particulier, l'unité de pilotage peut être pourvue d'un circuit de mesure d'au moins l'un parmi un courant induit dans un bobinage du moteur électrique et un courant d'alimentation électrique du moteur électrique.
Dans le cas d'un moteur d'entraînement de la lame du type sans balai, la mesure de courants induits dans les bobinages du stator du moteur est utilisée pour déterminer la position du rotor et pour piloter les courants d'alimentation du moteur. La détection d'une absence de courants induits par le rotor, en dépit de J'alimentation électrique du moteur, caractérise une situation de blocage du moteur et donc de la lame de coupe.
Une situation de blocage peut ainsi être établie sans capteur de rotation ou de vitesse de rotation associé au moteur ou à fa lame de coupe.
Plus précisément un circuit de mesure du courant induit peut être prévu pour un ou plusieurs bobinages du stator. Les moteurs du type sans balai, du type utilisés dans le cadre de l'invention, présentent en effet un stator avec plusieurs bobinages, généralement au nombre de trois, ou davantage, auxquels sont appliqués de manière cyclique des tensions d'alimentation pour mettre le moteur en rotation. Il s'agit d'une commande en tension à phases multiples, telle qu'une commande triphasée, par exemple.
La mesure du courant induit n'est pas une mesure directe mais une mesure indirecte établie à partir d'une mesure de courants dans au moins deux bobinages du stator, pour un moteur triphasé. Le courant circulant dans les bobinages du stator dépend en effet des tensions appliquées aux bobinages, des résistances électriques des bobinages, des inductions des bobinages et de l'effet d'une force contre électromotrice résultant du mouvement des aimants du rotor devant les bobinages du stator. C'est la partie du courant résultant de cette force contre- électromotrice, appelée courant Induit, qui permet de déterminer la rotation, l'absence de rotation et le cas échéant, la vitesse de rotation du moteur. Comme indiqué ci-dessus, le courant induit est mesuré de manière Indirecte car établi à partir du courant mesuré dans plusieurs bobinages et à partir des autres paramètres mentionnés ci-dessus.
On considère, dans ce cas, que le blocage du moteur traduit un blocage de lame en raison d'un couplage en rotation du moteur et de la lame. L'unité de pilotage peut aussi comporter un circuit de mesure du courant d'alimentation. La mesure du courant d'alimentation s'entend comme le courant appliqué soit à un ou plusieurs bobinages particuliers du stator, soit à l'ensemble des bobinages du stator. Dans ce cas, une situation de blocage de la lame de coupe et du moteur est caractérisée par une simple surconsommation électrique du moteur.
De manière accessoire, la tondeuse peut comporter un mécanisme de réglage d'une hauteur de coupe. Il s'agit, par exemple, d'un vérin électrique, et d'une unité de commande du vérin. Elle peut-être configurée pour augmenter automatiquement la hauteur de coupe lors de la phase de lancement de lame ou lors d'un bourrage. Le mécanisme de réglage de la hauteur de coupe peut agir, par exemple, sur la position des roues de la tondeuse, sur la position d'une unité de coupe par rapport à un châssis de la tondeuse ou encore sur une position en hauteur de la lame de coupe par rapport à un châssis de la tondeuse.
L'augmentation de la hauteur de coupe lors de la phase de lancement de lame permet de retirer de la lame de coupe tout ou partie des végétaux éventuellement présents sous la lame ou en regard de la lame au moment de la phase de lancement, et ainsi favoriser la mise en rotation de la lame.
Un procédé de pilotage de la tondeuse peut comporter :
- au moins une phase de repos lors de laquelle le moteur électrique n'est pas alimenté en énergie,
- au moins une phase de tonte lors de laquelle le moteur électrique est alimenté en énergie et est piloté pour une rotation dans un premier sens de rotation, correspondant à une rotation de (a famé de coupe dans un sens de coupe de végétaux,
- au moins une phase de lancement de lame transitoire lors de laquelle le moteur électrique est temporairement piloté pour une rotation dans un deuxième sens opposé au premier sens de rotation.
Les différentes phases du procédé peuvent être initiées ou reprises plusieurs fols. Par ailleurs, l'ordre des différentes phases peut être différent de celui indiqué ci- dessus.
La phase de tonte correspond à une rotation de la lame dans un sans permettant de couper d'éventuels végétaux à tondre. Elle n'implique pas nécessairement la tonte effective de végétaux, ni la présence effective de végétaux dans la zone de coupe de la lame.
De la manière déjà décrite, plusieurs possibilités sont offertes pour initier la phase de lancement de lame. En particulier :
- la phase de lancement de lame peut être initiée automatiquement lors d'un démarrage du moteur électrique,
- la phase de lancement de lame peut être initiée en réponse à une détection d'une situation de biocage de lame lors du démarrage du moteur électrique.
- la phase de lancement de lame peut être initiée en réponse à une détection d'une situation de blocage de lame lors de la phase de tonte.
- la phase de lancement de lame peut être initiée en réponse à une commande de l'utilisateur.
On considère que la phase de lancement de lame est initiée lors d'un démarrage du moteur lorsqu'elle est consécutive à une commande de mise sous tension du moteur électrique d'entraînement de la lame.
La détection d'une situation de blocage de la lame peut être caractérisée, comme décrit précédemment, par une absence de rotation du moteur et/ou de la lame. Elle peut aussi être caractérisée, par une vitesse de rotation anormalement faible du moteur. Ainsi, et selon une mise en œuvre particulière du procédé, la phase de lancement de lame peut être initiée en réponse à la détection d'une vitesse de rotation du moteur électrique dans le premier sens de rotation, inférieure à une vitesse de consigne.
La phase de lancement de lame est transitoire dans la mesure où il ne s'agit pas d'un mode de fonctionnement permanent de la tondeuse. Elle est suivie de la phase de tonte ou, en cas de blocage persistant de la lame de coupe, d'une phase de repos.
La phase de lancement est également transitoire dans le sens où elle est de préférence limitée dans le temps.
La phase de lancement de lame peut être maintenue, par exemple, pendant une durée correspondant à une fraction de révolution de la lame de coupe.
La phase de lancement de lame peut encore être maintenue pendant une durée correspondant à un nombre de révolutions de la lame de coupe compris entre 0,5 et 5. A l'issue de la phase de lancement le procédé peut comporter l'un parmi une reprise de la phase de tonte et une continuation avec la phase de tonte.
Par ailleurs, la reprise de la phase de tonte, respectivement la continuation de la phase de tonte peut être conditionnelle d'une vitesse de rotation du moteur ou de la lame, lors de la phase de lancement de lame, supérieure à une valeur de consigne.
Lorsque la vitesse de rotation est insuffisante, ou en cas de blocage, la tondeuse peut être mise en phase de repos. Selon une autre possibilité, une phase de déblocage comprenant, de la manière déjà décrite, une alternance de rotations dans le premier sens de rotation et dans le deuxième sens de rotation, peut aussi être initiée.
Enfin, et comme mentionné plus haut, la phase de lancement de lame peut comporter un relevage transitoire d'une hauteur de coupe de la tondeuse. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention rassortent de la description qui suit en référence aux figures des dessins. Cette description est donnée à titre illustratif et non limitatif.
Brève description des figures
La figure 1 est une perspective d'une tondeuse à conducteur marchant conforme à l'invention.
La figure 2 est une coupe partielle de la tondeuse de la figure 1 passant par des arbres d'entraînement de lames de coupe.
La figue 3 est un logigramme illustrant (es principaux aspects d'un procédé de pilotage de la tondeuse. Description détaillée de modes de miss en csuvra de l'invention.
Des parties identiques ou similaires des différentes figures sont repérées avec les mêmes signes de référence de manière que Ton puisse se reporter d'une figure à l'autre.
La tondeuse de la figure 1 est une tondeuse 10 de type à conducteur marchant. Elle comprend une unité de coupe 20 montée sur un châssis 14. L'unité de coupe est reliée au châssis par une suspension à parallélogramme non visible sur la figure 1. Elle présente une liberté de déplacement vertical par rapport au châssis 14 de manière à pouvoir la rapprocher ou l'éloigner du sol et ainsi modifier la hauteur de coupe. Le déplacement vertical de l'unité de coupe est assuré par un mécanisme à vérin électrique 16.
Une interface 18 disposée à l'extrémité d'un guidon comprend diverses commandes et éventuellement un afficheur. Elle permet à un utilisateur de conduire la tondeuse en réglant, le cas échéant, ses paramètres de fonctionnement Comme le montre encore mieux la figure 2, l'unité de coupe 20 comprend un carter de coupe 22 logeant deux lames de coupe 24a, 24b et présentant un canal 25 d'évacuation de la tonte vers un bac de ramassage 26 visible à la figure 1. L'unité de coupe 20 comprend également un moteur 30 d'entraînement des lames, II s'agit d'un moteur électrique, et dans l'exemple illustré, d'un moteur du type sans balai.
Le moteur 30 d'entraînement des lames comprend un arbre de moteur 32a à Pextrémitô duquel est montée l'une des lames de coupe 24a. Un système de transmission 34 à roues dentées, rend solidaires en rotation l'arbre de moteur 32a et un deuxième arbre 32b sur lequel est montée la deuxième lame de coupe 24b. Le jeu de roues dentées du système de transmission peut être remplacé par une transmission à courroie. Ainsi, les deux lames de coupe 24a et 24b sont solidaires en rotation l'une de l'autre et solidaire en rotation du moteur d'entraînement 30. L'unité de coupe 20 comprend enfin une unité de pilotage 40 du moteur électrique. L'unité de pilotage comprend une première carte électronique 42 dédiée à la gestion de l'alimentation électrique du moteur à partir d'une batterie 44 visible à la figure 1. La première carte électronique 42 permet en particulier de commander des tensions et une séquence de tensions appliquées aux différents bobinages du stator du moteur 30, pour fixer la rotation du moteur, le sens de rotation du moteur et la vitesse de rotation du moteur.
L'unité de pilotage 40 comprend encore une deuxième carte électronique 47 destinée à la détermination d'un courant induit par le rotor dans un ou plusieurs bobinages du stator du moteur 30. La deuxième carte électronique 47 comprend un ou plusieurs circuits de mesure de courant reliés à un ou plusieurs des bobinages du stator. Elle reçoit en outre des données de commande du moteur de la première carte électronique 42. A partir des courants mesurés, et à partir du courant induit qui en est déduit, la deuxième carte électronique 47 permet notamment d'estimer la position du rotor en rotation et son mouvement. Ceci revient à mesurer la rotation ou l'absence de rotation des lames, solidaires en rotation du moteur 30.
La deuxième carte électronique 47, et les circuits de mesure du courant peuvent également être mis à profit pour déterminer un courant d'alimentation global du moteur, et déduire une situation de blocage du moteur d'une augmentation anormale de ce courant
D'autres cartes électroniques 48 de l'unité de pilotage 40 sont prévues pour des fonctions accessoires de l'unité de pilotage telles que la commande de moteurs électriques d'avancement de la tondeuse, la commande du vérin électrique 16 mentionné précédemment ou encore de l'interface 18.
Le logigramme de la figure 3 illustre le fonctionnement de la tondeuse et notamment le pilotage du moteur électrique 30 d'entraînement des lames.
La référence 100 de la figure 3 correspond à une phase de repos du moteur électrique 30 dans laquelle il n'est pas alimenté. Le moteur et les lames ne tournent pas. La phase de repos 100 est occupée par exemple lors d'un remisage de la tondeuse, lors d'une mise hors service, ou lors d'une intervention humaine sur les lames de coupe, par exemple.
Un démarrage du moteur peut être provoqué, par exemple, par une action d'un utilisateur sur un bouton poussoir ou un interrupteur à clé de l'interface 18 visible à la figure 1. Le démarrage du moteur électrique marque le passage de la phase de repos 100 à une phase de tonte 102 lors de laquelle le moteur électrique d'entraînement des lames est alimenté pour une rotation dans un premier sens de rotation. Le premier sens de rotation correspond également à un sens de rotation des lames adapté à la tonte. Dans la phase de tonte la tondeuse est utilisable pour tondre des végétaux, et le cas échéant, recueillir les végétaux tondus dans le bac de ramassage 26.
Dans l'exemple illustré, le passage de la phase 100 de repos à la phase de tonte 102 au moment du démarrage peut avoir lieu de trois façons.
Selon une première possibilité, Indiquée par une flèche 104, le passage de la phase de repos à la phase de tonte peut être immédiat. Les lames de coupe sont ainsi activées en rotation dans le sens de coupe des végétaux.
Selon une deuxième possibilité, indiquée par une flèche 106, le passage de la phase de repos à la phase de tonte peut avoir lieu par l'intermédiaire d'une phase de lancement de lame 108. Comme mentionné précédemment, la phase de lancement 108 est une phase transitoire de courte durée lors de laquelle le moteur électrique d'entraînement des lames est alimenté pour une rotation dans le deuxième sens de rotation opposé au premier sens de rotation. La phase de lancement de lame peut être accompagnée par la commande d'un relevage 150 de l'unité de coupe, permettant, si nécessaire, de limiter la résistance de coupe au niveau des lames de coupe.
Selon une troisième possibilité, indiquée avec une flèche 110, le passage par la phase de lancement 108 peut être conditionnel d'une étape 112 de vérification d'une absence de blocage des lames. La vérification a lieu, par exemple, en alimentant le moteur électrique pour une rotation dans le premier sens de rotation, et en vérifiant si le capteur de rotation 46 (figure 2) émet un signal de rotation. En l'absence de blocage, l'étape 112 de vérification est immédiatement suivie par la phase de tonte 102 comme indiqué par une flèche 114. Dans le cas contraire, l'étape de vérification peut être poursuivie par la phase de lancement de lame 108, comme indiqué par la flèche 116.
A l'issue de la phase de lancement de lame 108, le moteur électrique peut passer directement en phase de tonte 102 comme l'indique une flèche 118. La phase de lancement peut aussi comporter, ou être suivie par une étape 122 de vérification d'absence de blocage comme indiqué par la flèche 120. Cette étape est comparable à l'étape 112 de vérification d'absence de blocage mentionnée précédemment.
Comme le montre une flèche 124, l'étape de vérification d'absence de blocage 122 de la phase de lancement de lame 108 est suivi par la phase de tonte en l'absence de blocage.
Dans le cas contraire, c'est-à-dire en cas de blocage, la phase de lancement de lame 108, est poursuivie, comme indiqué par une flèche 126 par une étape de déblocage 128. L'opération de déblocage 128 comprend, comme mentionné précédemment, une séquence rapide d'alimentation du moteur électrique dans le premier et dans le deuxième sens de rotation. Le déblocage revient, en quelque sorte, à répéter plusieurs fois une opération de lancement de lame dans des sens de rotation opposés. Une nouvelle étape 132 de vérification d'absence de blocage de la lame, indiquée par la flèche 130 est prévue à l'issue de l'étape de déblocage.
Lorsque l'étape de vérification 132 permet de constater un déblocage, c'est-à-dire une rotation du moteur, et donc des lames, elle est poursuivie, comme le montre la flèche 134 par la phase de tonte 102.
A l'inverse, un échec du déblocage constaté lors de l'étape 132 de vérification, après un nombre prédéterminé de tentatives de rotation en sens opposé, ou après une durée prédéterminée, est suivi, comme le montre la flèche 136 par un retour à la phase de repos de manière à permettre une éventuelle opération de maintenance ou de déblocage manuel des lames. Cette phase de retour est éventuellement associée à la présentation d'un signal de défaut à l'utilisateur (signal visuel, sonore, ...)
La référence 142 indique une éventuelle opération de contrôle de la rotation qui, comme le montre la flèche 140, peut avoir Heu au cours de la phase de tonte 102. M peut s'agir d'une vérification continue ou périodique de la rotation du moteur d'entraînement des lames ou une rotation des lames. Elle est comparable aux étapes de vérification 112, 122 et 132 mentionnées précédemment
En cas de rotation normale, la phase de tonte 102 est poursuivie comme indiqué par une flèche 144.
En cas de blocage soudain, le pilotage du moteur peut reprendre la phase de lancement de lame 108 comme indiqué par une flèche 146. Elle peut être accompagnée éventuellement d'un relevage 150 de l'unité de coupe.
Il convient de rappeler que la figure 3, n'illustre qu'une possibilité particulière de pilotage du moteur d'entraînement des lames.

Claims

Revendications
1 ) Tondeuse électrique comprenant :
- au moins une lame de coupe rotative (24a, 24b),
un moteur électrique rotatif (30) d'entraînement de la lame de coupe, une unité de pilotage électronique (40) du moteur électrique configurée pour piloter une rotation du moteur électrique dans un premier sens de rotation lors d'une phase de tonte (102), et
pour piloter une rotation dudit moteur électrique dans un deuxième sens de rotation opposé au premier sens de rotation, lors d'une phase de lancement de lame (108),
caractérisée en ce que :
le moteur électrique est un moteur du type sans balai et
l'unité de pilotage (40) est pourvue d'un circuit de mesure d'au moins l'un parmi un courant induit dans au moins un bobinage du moteur électrique et un courant d'alimentation électrique du moteur électrique (30), et respectivement configurée pour initier la phase de lancement de lame en réponse à au moins l'une parmi une absence de courant induit dans le bobinage du moteur électrique et une surconsommation électrique du moteur.
2) Tondeuse selon la revendication 1 , dans laquelle l'unité de pilotage est en outre configurée pour initier la phase de lancement de lame de manière automatique lors de chaque démarrage du moteur électrique.
3) Tondeuse selon l'une des revendications 1 ou 2 dans laquelle l'unité de pilotage est configurée pour détecter une situation de blocage de lame lors de la phase de lancement de lame et pour provoquer une opération de déblocage (128) comprenant le pilotage d'une séquence de rotations du moteur électrique alternativement dans le premier et dans le deuxième sens de rotation. 4) Tondeuse selon l'une des revendications précédentes, comprenant un mécanisme électrique (16) de réglage d'une hauteur de coupe configuré pour un relevage transitoire d'une hauteur de coupe de la tondeuse lors d'une phase de lancement de lame.
5) Tondeuse selon la revendication 1 , comprenant une interface de commande (18) reliée à l'unité de pilotage du moteur, l'interface de commande comprenant un organe de déclenchement de la phase de lancement de lame.
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